油气田管道防赌减阻防腐技术的发展及现状王丽娟。田军。薛群基中1玉科宇味化学物理研究所13体。，1；家，闶笛槭耶甘肃73+亦摘！新气田的不断开发利用，长距离管道输送时，管道防蜡减阻及腐蚀防护技木夏，来触本幻，年来国崎油赠送埋地魏附视减阻和管道内外壁防腐技禾发展情况，并对各种方法的利弊作了分析介绍。

　　1前言随着石油及天然气工业的发展，原汕天然气多采用管道输送，由于受到温度及本身组成的影响，原油在输送过程会在管道㈧壁发生蜡沉枳随即异致管进输送阻力增。九此外，由于原汕天然气中的某些成份如硫化物等对管道的腐蚀4容忽视，管逍内壁的防蜡减附防腐得极为必耍，与此同时，埋地管道外壁由于受到土壤盐分。酸发生腐蚀土壤种类及不均匀性使金属管道外壁腐蚀怙况异常，杂，随着石油。天然气的千线管道输运和强化开采的发展，工作载荷和输运产物的腐蚀性质都增大。巾于近年来在气候长件恶劣地1他用大直径管道和环境保护要求，管道防腐具有特别重要的意义阻技术的发展及现状作了综述2油气田管道防蜡减阻技术2热处理输送加热输送是仳界上实施*取应，广的种含蜡原油输送丁艺。我0通常采用沿线逐站加热管道进行输送，通过热处理可促成原油中蜡晶形态结构的相应变化，从而达到改善原油低温流动性的目但加热输送能耗多设备投资和管理费用高，且存在停输再启动闲难等问1 2.2添加化学添加剂〃在原油中加儿十至几行1的减附剂可降低原油的流动阻力，提高输量百分之几十。迄今为止，国外己研制和生产出多种含蜡原油降凝减阻剂，陌在数十条输油管道上采用了添加降凝减肌剂处理的技术，效果十分显著。80年代初国内开始实验室内试验工作，至今己合成几十种降凝减阻剂，但在管道输送中使用尚处在起步阶段在西部沙漠无人区长输管道等方面使用降凝减阻剂，具有重大的科学和经济总义降凝减阻剂的作用机即。还有待进步研宄采用蜡晶改进剂能改善原油中蜡结晶，降低蜡晶之间及邋晶在管壁面的粘附，减少或消除蜡沉积；同时使蜡晶在常温下不易形成网状结构，降低原油凝固点。稠油开采和集输过程中采用降粘或降凝减阻剂，能防止油包水型乳状液的形成，在油水混输时利用线性高聚物抑制紊流粘滞层上形成的涡流，减少紊流能量消耗，降低观粘屈服值及摩擦阻力，*终达到在环境温度下能有效地输送高含蜡原油的目的。

　　基金项目中国科学院应用发展研宄与发展重点项目尺958126223油田管道内壁防结赌涂层+1研，证明蜡在管壁上的润湿性，管壁面温度面自由能面粗糙度等因素会影响蜡在管壁壁面的沉枳；管壁面温度对蜡在的沉积起着决定性作用。

　　在金属管道内壁上喷涂层有机高分子物质，既能降低管壁面自由能又能降低管壁面的粗糖度，削弱蜡在管壁上的成核作用，减少蜡沉积；同时，管壁涂层能改变固液相相互作用的性质，减小管壁与原油之间的相九作用力。使流动态原油在管壁面形成部分滑移。减少摩肌损失，达到防蜡减肌备内壁面的腐蚀14 24强磁场降粘减阻151原汕的反磁性物质6蜡等在磁场作用下被诱导极化，产生诱导磁矩，抑制石蜡品核的形成。附止石蜡晶体的生长与聚集，改善原油的流动性，同时，原油中的极性物质如胶质等以及带电粒子，通过磁场时产土感应磁场闵洛仑兹力而作螺旋运动，减弱油流内部结蜡物质之间聚集倾向和减少管壁结蜡，并使凝油层松软，易于清除3国内外埋地管道防腐技术的发展及现状3.1外壁防护层技术1白1930年以来戈国埋地矜道外壁防沪肓沿用煤焦油沥青涂层。其外包扎为上透稀释沥青成煤焦油的石棉带玻璃纤维或牛皮纸等。自1954年开始，将胶粘带试用于长输管道，并取得成功，60年代将塑料涂层应用于管道外壁防护前苏联自1951年开始研究橡胶沥青马蹄脂，并获普遍应甩1953年以后。埋地汕气管道的外壁防护普遍采用石油沥青涂层并研制了沥青胶粘带橡胶沥青聚合胶粘带聚乙烯聚氯乙烯和环氧树脂等，日本的地下管道防护，目前己用塑料代替煤焦油沥青和石油浙青涂层。

　　距，长期采用热涂石油沥青近几年采用环氧煤焦油沥青防腐蚀涂料聚乙烯胶粘带聚乙烯黄绿夹克等为防止植物根茎对石油沥青防护层的伤害，辽河油田设计院提出了石油沥青防护层外包聚氯乙烯塑料膜结构技术，目前世界各国埋地钢制管道防腐覆盖层主要有石油沥青煤焦油瓷漆挤塑聚乙烯聚乙烯缠带熔结环氧树脂8玢及复合覆盖层等。按使用量排序依次是熔结环氧树脂8煤焦油瓷漆挤塑聚乙烯研洲复1覆盖层胶带，PE胶带使用呈萎缩态势。

　　3.1.1石油沥青防腐层7石油沥青是使用历史*长的防腐涂料，我国目前仍在使甩其取材容易，价格较低，施工技术简敢但同其他防腐层相比，缺点主要有吸水率高易老化抗土壤应力差但其不耐微生物和根深植物穿透，也不耐高，由于以上原因，并受到环保的限制，在北美和欧洲石油沥青防腐层己逐渐被淘汰，在世界范围的应用日趋减少。有调查明，1995年石油沥青防腐层全部为中东与东南太平洋地区使用。

　　3.1.2煤焦油瓷漆防腐层1煤焦油瓷漆有非常久远的应用历史它*早于1800年在英国生产，1900年介绍到美国之后，广泛应用于各种地下钢制管咄是唯的种采用*早迄今为止仍广用不衰的管道防腐层。

　　煤焦油取材容易价格低廉，其性能也有独特之处，能克服石油沥青不耐微生物和根深植物穿透性及不耐高温的缺陷其缺点是在较低温度环境下有冷脆性抗外界机械力破坏强度不高，在石方山区不宜使甩煤焦油瓷漆是由碳氢原子组成的芳香族化合物细菌碱类与其它化学物质侵蚀的能力及很高的机械强度与沥青相比，它的孔洞较少，吸水率低，防水性很好，能防止植物根系穿入其电阻也大于石油浙青。抗老化忭相当好，它与加重混凝土况合1广泛用于海底管道其缺点是抗土壤应力与热稳定性较差，与阴极保护的相容性也不妊在高寒与炎热地区施工或管道输送高温介质时，会发生脆裂和流淌它对北美些管道所作调查明，煤焦油瓷漆防，由，外娜，护技术啡外有较大笔！mii蚀环保问在1定程度上也限制广其应用。但是，当前煤焦油瓷漆防腐层不论在国内或国外，仍是应用比较广泛的种防腐。

　　3.1.3落结环氧粉末防，层1962年静电喷涂工艺成功后，环氧粉末开始应用于管道防腐。1970年开发出无底漆配方后，管道业开始广泛应用熔结环氧粉末防腐层美国些管道公司认为，熔结环氧粉末防腐层在所有可用的防腐层中抵御土壤应力的能力是*强期处于潮湿环境下会产生气泡由于防腐层薄膜的可渗透性，气泡附近的管子仍可受到阴极保护。曾有管道公司对这种气泡作过检查，没有发现腐蚀现象防腐层的抗阴极剥离性能较好，它能耐磨损，但非常不耐锐器的碰撞防腐层的电阻值随温度升高而明！1下降，在潮，环垃。屯阻位也低。锯1所做的统计明，熔结环氧粉末防腐层是迄今用量*大的防腐层恪结环氧树脂是所有防腐涂料中与钢管粘结力*强抗各种环境腐蚀*好抗机械冲击*高的防腐涂料，因而在加拿大管道应力腐蚀开裂调查中无腐蚀开裂案例，但由于涂敷层薄不到，抗尖锐物体的冲击较差，在石方山区要慎用。

　　3.1.4挤出聚乙烯防腐层1960年，该防腐层首先在欧洲用于管道防腐其抗土壤应力的性能不如熔结环氧粉末防腐。但明显好于其它防腐层1因为聚乙烯防腐以的粘着性较差并具有较高的电阻值，这种防腐层容易发生剥离后的阴极电流屏蔽在美国，挤出聚乙烯防腐层多以在较小口径矜道部分原因，1尸其粘着力不够2这种防腐层在过去的应用中仅次于熔结环氧粉末与煤焦油瓷漆防护层聚乙烯防腐层煤焦油瓷漆熔结环氧粉末防腐层种防腐层主要性能对比1性能聚乙烯煤焦油瓷漆熔结环氧粉末粘着性与阴极保护相容性抗水性机械强度抗土壤应力热稳定性注+.艮好；可以接受不好3.1.5层复合防腐层122复合防腐层是十多年前出现的。*早是两层，即在聚乙烯与管子之间涂敷层聚合物粘结剂，其弱点是抗阴极剥离能力差采用环氧树脂作为底层形成层复合防腐层后克服了这缺点其结构是培结环氧粉末欣层+坫结剂+聚乙烯外层。

　　结构熔结环氧挤压聚乙烯防腐蚀层技术是欧洲国家自80年代以来研究开发并成功应用的，它综合了熔结环氧粉末涂层和挤压聚乙烯两种防腐蚀层的优良性能，克服了两层结构聚乙烯防腐蚀层粘结性较低的缺点，该防腐层的结构组成包括环氧底漆中间共聚物粘结剂和聚稀烃面层。目前被认为是国际上，先迸的管道外防腐蚀技术作为底层的环氧粉末与单独作为泛泛涂层的环氧粉末在化学与物理性质上大有不同它应有适当化学拈结。近来所的粉末在，低温度22，涂敷，厚度可达200，较大的厚度能提供较好的抗叫极剥离能力，聚合物粘结剂在底层与聚乙烯外层之间起强力粘结作用。多数商用粘结剂都含有活性基，可与尚未凝固的树脂群通过化学反应发生凝结有多种不同酐从乙，丙烯酸乙酯共聚物环丙基甲酸融合为聚物与共聚物粘结剂厚度般为，12近年来趋向于采用密度聚乙烯不超过9453外，以具备较高的机械强度外以度般为3也有以聚丙烯与聚烯经作为外层层，结构是种将环氧树脂的抗阴极剥离粘结性与聚乙烯的抗冲击强度相结合的复合结构。似聚乙烯的耐老化性能与耐环境应力涔尚长经过长期使用的检验，这两项指标是在标准中其它防腐涂料来提出的独特要求巨聚乙烯外覆盖层老化或开裂失效，内层薄薄的环氧树脂国内般在40，80外1般在1001501就很难达到如期的防腐作甩由于层，结构价格较高，只适合在特殊地质条件下采甩3.1.6环氧树脂，焦油瓷漆复合防腐层1241司开发了以环氧树脂为底漆外覆煤焦油瓷漆的新数合覆盖层将坏氧勾瓷，的耐，自包覆挤塑聚乙，覆盖层只适用于在508以下管径的挤唧聚乙烯包覆，也改迸了耐环境应力离汗裂理想，老化开裂等问需要慎重考虑3.1.7聚硅基环氧乙烷系列涂料0美国先进聚合物公司研制成功种全能型防腐村料聚硅基环氧乙烷系列涂料该涂料+仅几备卓越的防腐性能，而且在施工涂装方面极为便利由于其防腐性强施工灵活简便，己大有取代衬胶衬叫，和搪瓷等传统屯防腐途径的趋势聚硅基环氧系列涂料为双组分高分子涂料，分子中不含有经基和酯基基团，从而避免了在酸碱油类及有机溶剂介质中存在渗透腐蚀的可能性总之，国外管道外壁防腐蚀涂层是在逐渐形成了煤焦油石油沥青各种树脂等涂层系列的基础上正向塑料涂层塑料胶粘带和环氧粉末涂层的方向发展3.1.8破璃钢防腐26石油工业中目前应用*多的复合材料是玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢玻璃钢因具轻质强耐腐蚀，几乎不被油水盐等介质侵蚀的特点，从50年代应用于油气设备内衬到1前为止，成功应用于油管套管集输管回注管出油管及管线等。美国此力面的研和应用*为突出，如，公司70年代就在德克萨斯州的06油田安装了79 1的玻璃钢管，用于回注管出油管和集输油管而，在德克萨斯州两部的注2强制采油1厂中铺设了1821的玻璃钢管线，至今运行正常从80年代起，公司开始进入油田大里应用玻璃钢管的新阶段就美国人⑶研宄中心的研究者认为，玻璃钢管几乎可以应用于所有类型的油田。目前，人170公司己有数千口井使用玻璃钢管，大约300口生产井使用玻璃钢出油管，有4口井成套使用玻璃钢套管，玻璃钢管在美国总的管线购买额中己达到6取，玻璃钢矜的使，不仅给安装带来便利，还解决了许多钢管不能避免的难，带来了重大的经济效益，如美1的3，4士高出水率的井中使用了玻璃钢油管，与只5仰钢管相比，虽然管子本身价格高出倍，但减少了使用钢制油管井底必须装配化7注入装的麻顿，大大节竹了设浴安钢抽油杆方面的工作直处于**地免在其家大的生产厂中，孙61.公司是目前世界上*大的玻璃钢抽油杆制造厂，其产品己销往加拿大法国印尼和中国。日本和加拿大也于80年代初开始了这方面的研究工作，现己有正式产品问世我国在198419891先后成立了数家玻璃钢抽油杆生产研宄单位，还从美国引进了条生产线，通过几年的努力己解决了某些生产的关键技术问；为推广应用，还在某些汕旧进行试点，反应以好。

　　各种不同基体的玻璃钢从综合性能来看，芳香胺固化环氧树脂*适合油田应甩环氧树脂可用于制造直径小于19.；1的管线，用输送汕混合物稀酸碱等，并可在27.6河，1的高温高压环境下输送油田产出的流体物质。

　　3.1.9管道外壁阴极保护技术阴极保护是埋地管线的有效防腐措施，所需费用般不到符逍工程的1美，在1970年底儿乎全部；气，都有保护前西德前苏联等也都是在修建符道的同时。采用阴极保护措施我国现在要油气丁1线基本上都采用了阴极保护措施新疆沙漠地区。土质干燥，地下水位很低。土壤电阻率高，阴极保护的些常规技术难以收到预想助扪极地床有尽能低的接地电阻，阴极保沪技水目前在埋地管道的使用方面尚未普及3.2油气管内壁防腐技术70年代后期，国外将整体玻璃钢内衬用于防腐管道中。整体玻璃钢内衬常用的热塑性塑料有聚氯乙烯佩聚丙，料⑵塑料和含如圆，广泛使用耐蚀性橡胶内衬玻璃内衬以及不透性石墨内衬等3.21整体玻璃钢内村西南矿区为解决酸性天然气和输卤管道严重腐蚀及结垢，先后采用内衬工艺塑料玻璃钢，钢制管道内覆盖层拖涂揽涂整体挤涂等内管处理玻璃钢输卤矜及外包扎玻璃钢加强管等防腐措施，得了不少经验但实际预制和补修中采用落后的拖涂预柬现场焊口修补揽涂的方式，致使漆膜均匀性差，易出现漏涂，不能保证涂装质量，同时造成环境污染另外，涂料采用环氧树脂漆底漆和面漆常温固化缓慢，特别是冬季施工困难，固化剂量难以准确装费维修费药费等，1箱锢，胃6 3.2.2含氟塑料内衬28矜道塑膜内衬施工工艺是利塑膜钤作内衬村料，经过对管道内壁钢面处理，涂敷专用粘结剂，然后利用末端抽真空方法，将塑膜管贴衬在管道内达到防腐目的厂4衬里管道是由凡内衬管与钢夕套两部分衬装而成。耐腐蚀和耐温性能都很好，是闺内外较理想户应用于化工防腐蚀方面主要有矜管道及配件热交换器旋塞阀和4顿里的隔膜阀热收管与膜视镜材料过滤网等。

　　塑料内衬技术适用于新旧管道的内衬防腐，可迎过尾580弯管，次性长距离内衬25让！；整体防腐性能及抗渗性能优良；工期短造价低，般为敷设新管线的3观左右，是值得完善推广的防腐新技术3.2.3多元树脂改性重防腐蚀漆国外石油天然气管道内壁涂料现己广泛采用多兀树脂改性重防腐蚀漆。90代初，任丘胜利大庆等油田，先后从美国日本加拿大引进管道喷涂凶动线，采片烘炉固化和先进的检测1控设备，在矜道预制过程中取得了良好效果但是现场焊接口的修补施丁尚未完全解决，其施工要求严格复杂，周期长。成本高，这些成为石汕天然气管选油管套钤内外防腐蚀工程亟待解决的课当务之总要求开发适用于各油田的投资小能耗和成本低涂装质量好的涂料品种，以及与之配套的涂装工艺总之，国外管道外壁防腐蚀涂层在逐渐形成了煤焦油石油沥青各种树脂等涂层系列的基础上正向塑料涂层。塑料胶粘带和环氧粉末涂层的方向发展1罗塘湖。关于我国蛄原油热处邢问。1.石汕7报1983，427584.

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